| [size=+1]前言[/td] |
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| 鉛、汞、鎘、六價鉻、聚合溴化聯苯（PBB）或者聚合溴化聯苯乙醚（PBDE）等有毒害物質，經常被使用在通訊及家用電器之機板及零組件的組成材料之中。其常隨著廢棄舊電子產品的不當處理，經滲透到土壤而影響地下水質，造成嚴重污染危及人體健康。近年來歐盟及國際間各大電子業者，已分別提出上述物質的禁用令，並將陸續於2006年及2007年起強制實施。本文將針對電子產品中，鉛、PBB或PBDE等物質之替代性材料及相關製程的問題，加以深入討論。 |
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| [size=+1]電子產品中鉛的使用及其替代物 |
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| 目前的電子產品中，含鉛成分的分佈以銲錫接點為主，約占全部的70%含量。其次為印刷電路板所使用的表面處理材料約占25%，另外有5%則是存在於元件導線架之電鍍層上。 |
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| 圖1 印刷電路板示意圖 |
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| 關於含鉛焊料的替代材料，早期美國國家製造科學中心（National Center for Manufacturing Sciences, NCMS）在1997年，曾建議錫鉍（Sn-58Bi）、錫銀鉍（Sn-2.5Ag-4.8Bi）、以及錫銀（Sn-3.5Ag）等合金為3種最具潛力之無鉛焊料。2000年之後，在美國國家電子製造業創進會（National Electronics Manufacturing Initiative, NEMI）與英國Soldertec Ltd.等單位分別提出以錫銀銅（Sn - [3.4-4.1] %Ag - [0.45-0.9] %Cu）合金來替代錫鉛合金之建議後，錫銀銅合金已成為無鉛焊料的主流產品。 |
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| ˙印刷電路板墊片表面處理 |
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| 占有傳統含鉛產品25%含鉛量之印刷電路板的銅墊片表面處理方法中，電鍍鎳與金或無電鍍鎳化金的處理方式，在印刷電路板工業已經使用多年。然近幾年由於成本考量及無鉛焊料之焊接性問題，許多新興的表面處理方式如有機保護膜(Organic Solderability Preservatives, OSP）、浸鍍銀（Immersion Silver）、以及浸鍍錫（Immersion Tin）等都快速發展之中。據美國Circatex公司在2003年所做的預估，OSP技術在印刷電路板的市場占有率，在北美地區預計將由2003年的19%增加到2005年的22%；歐洲地區則由2003年的5%快速增加到2005年的10%。在北美洲，則以浸鍍銀的方式成長最快，其占有率達7%，約為該方法在2003年之倍數；浸鍍錫的方式，成長率則約為3%。 |
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| OSP墊片處理技術，早在1960年代就有Enthone 公司開發「Entek處理法」，利用苯基連三連唑（BTA）材料在銅墊片加一層有機保護膜，到第四代OSP材料－衍生式苯基咪唑（SBA）在1997年開始量產，並在市場上占有相當之比例。2002年時，日本四國化學更針對無鉛焊接開發第五代OSP產品系列，以Aryl Phonylimidazole類材料，達到更佳之耐熱性，裂解溫度可達355°C，大幅增加其對銅墊片的抗氧化能耐。 |
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| 而浸鍍銀與浸鍍錫的技術，其製造流程相對較為簡單，主要含銅表面的預清洗、微蝕、表面前處理、以及浸鍍等步驟。其中，浸鍍銀的鍍液以硝酸銀為主配方，焊接性良好且焊點強度也十分可靠。但純銀表面在空氣中易產生硫化及氧化的現象，所以需在浸鍍槽中添加有機抑制劑，來防止表面變色的情況。此外，為避免有機銀產生遷移現象（Silver Migration），浸鍍液中還需添加表面潤濕劑與緩衝劑等。而新興的浸鍍錫技術則是以硫?（Thiourea）為主劑，鍍液穩定，焊錫性也較佳。不過浸鍍錫過程易造成綠漆變色或側蝕的問題，焊接後機版墊片與焊點間快速成長之脆性的介金屬層(IMC)，焊接性將受到影響。對於純錫電鍍層表面易產生錫鬚（Tin Whisker）的問題，也是浸鍍錫技術的一大隱憂。 |
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发表于 2009-5-22 18:52
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